NASA의 Voyager 1, 지구로의 기술 업데이트 전송 재개

• NASA의 Voyager 1 우주선이 5개월 만에 처음으로 Voyager 1의 상태에 대한 데이터를 다시 받기 시작함. 다음 단계는 우주선이 과학 데이터를 다시 보내기 시작하도록 하는 것임. Voyager 1과 쌍둥이 우주선인 Voyager 2는 성간 공간(별 사이의 공간)을 비행한 유일한 우주선임.

• Voyager 1은 2023년 11월 14일부터 읽을 수 있는 과학 및 엔지니어링 데이터를 지구로 보내는 것을 중단했지만, 임무 관제사들은 우주선이 여전히 명령을 수신하고 정상적으로 작동하고 있음을 알 수 있었음. 3월에 JPL의 Voyager 엔지니어링 팀은 문제가 우주선의 세 개의 온보드 컴퓨터 중 하나인 FDS(Flight Data Subsystem)와 관련이 있음을 확인함. FDS는 과학 및 엔지니어링 데이터를 지구로 보내기 전에 패키징하는 역할을 함.

FDS 메모리 문제 해결 과정

• 팀은 FDS 메모리의 일부와 FDS 컴퓨터의 소프트웨어 코드 일부를 저장하는 단일 칩이 작동하지 않는다는 것을 발견함. 해당 코드의 손실로 인해 과학 및 엔지니어링 데이터를 사용할 수 없게 되었음.

• 칩을 수리할 수 없었기에, 팀은 영향을 받은 코드를 FDS 메모리의 다른 곳에 배치하기로 결정함. 그러나 영향을 받은 코드 전체를 저장할 수 있을 만큼 큰 단일 위치는 없었음.

• 그래서 영향을 받은 코드를 섹션으로 나누어 FDS의 서로 다른 위치에 저장하는 계획을 세움. 이 계획이 작동하려면 코드 섹션을 조정하여 전체로서 계속 기능하도록 해야 했음.

• FDS 메모리의 다른 부분에서 해당 코드의 위치에 대한 참조도 업데이트해야 했음.

• 팀은 우주선의 엔지니어링 데이터를 패키징하는 코드를 선별하는 것부터 시작했고, 4월 18일 FDS 메모리의 새 위치로 보냈음.

• Voyager 1까지는 약 22.5시간이 걸리고, 지구로 다시 신호를 보내는 데 22.5시간이 더 걸림.

• 4월 20일 우주선으로부터 소식을 들었을 때, 수정이 잘 작동했음을 확인함. 5개월 만에 처음으로 우주선의 상태를 확인할 수 있었음.

• 앞으로 몇 주 동안 팀은 FDS 소프트웨어의 다른 영향을 받은 부분을 재배치하고 조정할 예정임. 여기에는 과학 데이터를 다시 반환하기 시작할 부분이 포함됨.

• Voyager 2는 계속 정상적으로 작동하고 있음. 46년 전에 발사된 쌍둥이 Voyager 우주선은 역사상 가장 오래 운영되고 가장 먼 거리에 있는 우주선임. 성간 탐사를 시작하기 전에 두 탐사선 모두 토성과 목성을 지나갔고, Voyager 2는 천왕성과 해왕성을 지나갔음.

GN⁺의 의견

• Voyager 1호가 발사된 지 46년이 지났음에도 불구하고 여전히 지구와 통신하며 임무를 수행하고 있다는 점이 놀랍습니다. 이는 NASA의 우주 탐사 기술력과 Voyager 프로그램의 성공을 보여주는 좋은 사례입니다.
• 하지만 46년 전 기술로 만들어진 시스템이기에 하드웨어적 결함이 발생하는 것은 어쩔 수 없는 일인 것 같습니다. 앞으로도 이런 문제들이 발생할 가능성이 높아 보입니다. NASA는 이에 대한 대비책을 마련해두는 게 좋겠네요.
• Voyager 1호는 태양계를 벗어나 성간 공간을 탐사하고 있습니다. 앞으로 Voyager 1호가 보내올 데이터를 통해 우리가 알지 못했던 우주의 비밀이 밝혀질 수 있기를 기대합니다. 특히 성간 물질의 조성이나 우주선(Cosmic Ray) 등에 대해 새로운 사실이 밝혀질 것 같습니다.
• Voyager 프로그램의 성공으로 NASA는 더 먼 우주를 향한 탐사 계획을 세우고 있습니다. 태양계 밖 항성간 공간을 탐사하는 Interstellar Probe 프로젝트가 진행 중인데, Voyager의 경험이 이 프로젝트에 많은 도움이 될 것입니다.

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• 이 보도자료는 내용도 놀랍지만 문체도 훌륭함
  일곱 문단만으로 팀이 기술 문제를 어떻게 해결했는지 간결하고 이해하기 쉽게 전달해 냈다는 점이 인상적임

  • 읽으면서 같은 생각을 했음. 짧지만 세부 사항을 빼먹지 않았고, 일정한 글쓰기 스타일도 유지함
    다른 웹사이트들도 대부분 이랬으면 좋겠음. SEO와 Google이 세상을 더 나쁘게 만든 면이 큼
  • SEO 최적화 콘텐츠에서 벗어나면 이런 글이 나옴
    군대식 철학에 가까운 문화적 요소도 있어 보임. 전직 군 엔지니어들과 일해 보면 의사소통 방식에서 티가 나고, 기술 보고서와 메모를 쓰는 것도 하나의 기술임

• Voyager의 여정에는 지금까지도 아주 아름다운 무언가가 있음
  언젠가 인류가 진짜 성간 종족이 되더라도 계속 추적했으면 좋겠음. 데이터는 더 이상 유용하지 않을 수 있지만, 3000년 사회에 “Voyager가 지금 어디 있는지 보기 :)” 같은 도구가 있어서 궤적과 인류 식민지 위치를 비교해 볼 수 있다고 상상하면 멋짐

  • 후손들이 속도를 전혀 바꾸지 않은 채 그 주변에 박물관을 지을지도 모름
  • 먼 미래의 SF든 현실이든, 우주비행사들이 새 추진 시스템을 시험하며 Voyager 1을 향해 날아가 너무 쉽게 따라잡는 장면을 상상해 봤음
    가까워질수록 창밖의 고대 탐사선이 점점 커지다가…
  • Star Trek에 Voyager가 어떤 종말 기계와 충돌해서 만들어진 적이 있지 않았나?
  • 전원이 얼마나 오래 버틸지 알고 있나?

• 탐사선의 모든 자원을 짜내서 해마다 계속 작동시키는 방식은 경이로운 성취이고 기분 좋게 정신이 아득해질 정도임
  이런 종류의 유지보수 노하우가 절대 사라지지 않는 게 중요함. 이 팀이 탐사선에 있었으면 했을 전자 설계들이 새 설계에 반영되면 좋겠음

  • 어디서 본 제목인지는 잊었지만 아직도 웃김: “Voyager: 제발 죽게 해줘. NASA: 안 돼”
  • 무엇을 옮기고 무엇을 교체했는지 문서가 있는지 찾아봐야겠음
    아마 “충분한” 공간은 있었을 것 같음. 이미 꺼진 시스템을 제어하던, 이제 임무와 관련 없는 프로그램들이 있었을 테니까. 그래도 정확히 무엇을 버렸는지 알고 싶음. 정말 대단한 작업임

• Voyager는 여러 세대 엔지니어들에게 영감이 되어 왔음
  작업한 모든 분들께 축복과 감사를 보냄. 최근 내가 설계한 수술 로봇에도 Voyager에서 영감을 받은 비밀 이스터에그를 넣었고, 모두의 서명을 새긴 금도금 판을 달아 깜짝 크리스마스 선물로 하나씩 나눠줬음

  • 멋지다. 만든 수술 로봇에 대해 더 말해줄 수 있나?

• 그 사진에 나온 얼굴들이 훌륭한 다큐멘터리 https://www.itsquieterfilm.com/에 나온 얼굴들과 같아서 놀라움
  Voyager는 2027년까지 갈지도 모름

  • 운이 조금 따른다면 Voyager는 그보다 10년 더 버틸 수도 있음
    “2025년 이후에는 과학 데이터 수집이 어려울 가능성이 크지만, 공학 데이터는 몇 년 더 돌아올 수 있다. 두 Voyager 우주선은 지구로 신호를 보낼 전력이 얼마나 남았는지에 따라 2036년쯤까지 Deep Space Network 범위 안에 남아 있을 수 있다.”
    https://voyager.jpl.nasa.gov/frequently-asked-questions/
    그리고 15,000년 뒤에는 어쩌면 이런 일이 생길지도: https://www.sbnation.com/a/17776-football
  • 참 따뜻한 영화임. Voyager 임무 작업 소식을 들을 때마다 더 큰 팀이 있고 단일 장애점은 적을 거라고 생각했는데 아니었음
  • 특정 지역 밖에서는 구매하거나 볼 방법이 없어 보임. 아마 미국 전용 같은데, 정말 아쉬움
  • 다큐멘터리가 나온 지 2년도 안 됐으니 대부분 같은 사람들이 남아 있을 법함. 다만 Jefferson Hall은 안 보임

• “무선 신호가 지구에서 150억 마일, 즉 240억 km 이상 떨어진 Voyager 1에 도달하는 데 약 22.5시간이 걸리고, 신호가 지구로 돌아오는 데 또 22.5시간이 걸린다”
  정말 느린 피드백 루프임. CI에서 테스트하려고 저장소에 코드를 푸시해야 할 때도 짜증이 나는데 말임

  • 오늘 인터넷 속도가 평소의 1/100 정도라서, 화성에 있는 머신에 원격 접속하는 느낌임
  • 무선 신호 한 번에 데이터를 얼마나 보낼 수 있을까? TCP/IP는 아닐 것 같음
  • 테스트 반복을 위한 로컬 장비가 몇 대쯤 있기를 바람
  • Avian Carriers 위의 IP보다 핑이 더 나쁜 것도 있긴 하네

• 사용하는 컴퓨터가 궁금하다면: https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_program#Computers_and_...
  16/18비트 맞춤형 아키텍처, 4k/8k 워드, 전체 약 9/18KB 수준임. 다른 자료에서는 250kHz 클록과 약 8KIPS라고 나옴

• “무선 신호가 지구에서 150억 마일, 즉 240억 km 이상 떨어진 Voyager 1에 도달하는 데 약 22.5시간이 걸리고, 신호가 지구로 돌아오는 데 또 22.5시간이 걸린다”
  22.5광시 떨어진 곳까지 가는 데 46년이 걸린 셈임

  • 그래서 이런 행성 산책로를 늘 좋아했음: https://en.wikipedia.org/wiki/Sagan_Planet_Walk
    태양계 행성 사진이나 태양계 자체 이미지는 대부분 축척이 맞지 않음. 이런 길을 걸으면 모든 것이 얼마나 큰지 조금 감이 오고, 특히 길 위의 행성들도 축척에 맞으면 더 그렇다고 봄. 태양계조차 대부분은 텅 비어 있고, 달까지의 거리도 미시적으로 느껴질 정도임
    이런 길을 걷는 것과 같지는 않지만, https://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem....도 비슷한 느낌을 줌. 인터넷에서는 어렵지만 인내심을 갖고 수동 스크롤하지 말고 오른쪽 아래의 작은 “c”만 쓰면 빛의 속도로 스크롤됨
    참고로 https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System_model도 있음

• 45년 된 하드웨어가 아직도 소프트웨어 업데이트를 받고 있음. Apple, JPL이 가까우니 누가 자전거 타고 가서 어떻게 하는지 좀 보고 오면 안 되나?

  • 문제는 계획적 노후화임: https://en.wikipedia.org/wiki/Planned_obsolescence
    Apple은 분명히 오래 쓰고 부분적으로 계속 수정·업데이트할 수 있는 모듈형 기기를 만들 수 있음. 하지만 사용자가 원하는 대로 업데이트하는 모듈형 기기를 파는 것보다 몇 년마다 새 휴대폰을 팔아먹는 편이 훨씬 이익임. 부품과 연결 규격이 표준화되면 배터리, 화면 같은 제3자 시장도 정상화될 수 있고 말임
    기기는 훨씬 오래가고 가격은 훨씬 낮아지며 환경에도 상상할 수 없을 만큼 좋겠지만, Apple은 돈을 덜 벌고 정부의 GDP 성장 수치도 낮아질 것임. 그러니 당연히 끔찍한 아이디어라는 결론이 됨
  • 10억 달러를 들이면 수십 년 가는 단일 기기도 만들 수 있을 것 같음
  • 하는 김에 열화되는 전원 공급 장치를 다루는 법도 좀 배워오면 좋겠음
  • 현재 iOS 17은 2018년 제품인 iPhone XS와 호환됨
    대다수 사람들이 4년도 안 돼 교체하는 기술 제품에 6년 지원이면 꽤 긴 편임. 그리고 꼬집자면 Apple은 북부 캘리포니아 Cupertino에 있고 JPL은 Los Angeles에 있어서 자전거로 가기엔 꽤 먼 길임
  • JPL은 Altadena에 있고 Apple은 SF Bay Area에 있음

• 발사 당시에도 지금도 정말 놀라운 공학적 성과임
  현재 목적이 뭔지 아는 사람이 있나? 실제로 적극 활용하는 무언가가 있는지, 아니면 그냥 “놀라운 일이 생기는지 지켜보기”에 가까운지 궁금함

  • 자력계와 하전 입자 검출기는 아직 작동 중임
    그래서 은하 자기장, 우주선, 성간 공간의 가스를 측정하고 있음. 결과는 대체로 예측과 맞지만, 태양 영향권의 정확한 경계는 Voyager 1과 2가 각각 2012년과 2018년에 넘어가고 나서야 확인됐음. 그 밖에는 기본적으로 태양이 아직 거기 있고 우주가 매우 비어 있다는 점을 확인해 주는 셈임
    Voyager가 관측할 수 있는 기간 안에 성간 가스 밀도가 달라질 거라고 기대하는 사람은 많지 않을 것 같지만, 곧 알게 되겠지. 덧붙이면 너무 일찍 말했음. 최근 Voyager 측정으로 밀도 변화가 발견됐음: https://www.jpl.nasa.gov/news/as-nasas-voyager-1-surveys-int...